DE616750C - Boot mit Wassertragflaechen - Google Patents
Boot mit WassertragflaechenInfo
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- DE616750C DE616750C DET43815D DET0043815D DE616750C DE 616750 C DE616750 C DE 616750C DE T43815 D DET43815 D DE T43815D DE T0043815 D DET0043815 D DE T0043815D DE 616750 C DE616750 C DE 616750C
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
- B63B1/16—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces
- B63B1/24—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydrofoil type
- B63B1/28—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydrofoil type with movable hydrofoils
- B63B1/285—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydrofoil type with movable hydrofoils changing the angle of attack or the lift of the foil
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Description
Die Erfindung betrifft ein Boot oder einen bootsähnlichen Schwimmkörper mit im Abstand
vom Bootsboden gehalterten, zu diesem quergerichteten schmalen Wassertragflächen,
die aus derart gegeneinander geneigten oder gekrümmten Flächenteilen bestehen, daß die
resultierende dynamische Auftriebskraft die Bootssymmetrieebene oberhalb der Gewichtsschwerpunktachse
schneidet, wobei bei Anwendung querschiffs durchlaufender, bei Verlassen
der statischen Schwimmlage bis über die Wasseroberfläche reichender Tragflächen diese derart geknickt oder gekrümmt sind,
daß für alle vorkommenden Lagen des Bootes in Fahrt sämtliche jeweils im Wasser befindlichen
Flügelteile von einem kleinsten Kreis mit oberhalb der Gewichtsschwerpunktachse liegendem Mittelpunkt umschlossen sind.
Die Erfindung umschließt ferner die Anwendung von von den Tragflügelenden nach innen verlaufenden Tragflächenteilen.
Die Erfindung umschließt ferner die Anwendung von von den Tragflügelenden nach innen verlaufenden Tragflächenteilen.
Wasserfahrzeuge mit am Bootskörper befestigten Wassertragflächen sind an sich bekannt. Auch solche Konstruktionen von
WassertragfLächen sind bekannt, die das Boot bei Verlassen der statischen Schwimmlage im
stabilen Gleichgewicht zu tragen vermögen, bei denen also die resultierende dynamische
Auftriebskraft der Wassertragflächen die Symmetrieebene oberhalb der Gewichtsschwerpunktachse
des Bootes schneidet.
Der eigentliche Zweck derartiger Wassertragflächen, den Bewegungswiderstand des
Wasserfahrzeuges zu vermindern, wird jedoch bei den bisher bekannten Konstruktionen
— soweit es sich um stabile Wassertragflächen handelt — nur teilweise erreicht.
Der Grund liegt hauptsächlich darin, daß bei den bisher vorgeschlagenen Konstruktionen
für stabile Wassertragflächen diese Tragflächen mit ihren Ouerenden innerhalb des
Wassers endigen. Hierdurch tritt ein besonderer Widerstand, der sogenannte induzierte
Widerstand, auf. Je nach der Auftriebszahl und dem Seitenverhältnis der Wassertragfläche
wird in vielen Fällen durch diesen induzierten Widerstand der Gesamtwiderstand der Tragfläche mehr als verdoppelt.
Abgesehen hiervon wird durch das mit dem induzierten Widerstand im Zusammenhang stehende Umströmen der Ouerenden der
Tragfläche das Entstehen von Kavitation begünstigt. Bei großen Geschwindigkeiten des
Bootes sind somit eine weitere Zunahme des Widerstandes und eine beträchtliche Abnähme
des Auftriebes bedingt. ,
Demgegenüber stellt die erfindungsgemäße Wassertragfläche eine wesentliche Verbesserung
dar, da weder ein induzierter Widerstand noch eine mit dem Umströmen der Tragflächenenden im Zusammenhang stehende
Kavitation eintreten kann. Die erfindungsgemäße Wassertragfläche besitzt keine freien
Ouerenden innerhalb des Wassers, da die Tragfläche beim. Verlassen der statischen
Schwimmlage des Bootes, d. h. wenn der Bootskörper vollständig aus dem Wasser gehoben
ist, die Wasseroberfläche durchschneidet, in dieser Lage also bis über die Wasseroberfläche
reicht.
Das Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, daß die unter dem Bootskörper angeordnete
Tragfläche querschiffs durchlaufend ist und bei Verlassen der statischen Schwimmlage,
d. h. für den Fall, daß der Bootskörper vollständig aus dem Wasser gehoben ist, bis
über die Wasseroberfläche reicht, und ferner den Bootskörper — bezüglich seiner Längsachse
durch den Schwerpunkt — in stabiler ίο Weise zu tragen vermag. Diese letztere besonders
wichtige Eigenschaft ist bei Wassertragflächen nach der Erfindung dann vorhanden,
wenn für alle normalen Lagen des Bootes in Fahrt sämtliche jeweils im Wasser befindlichen
Tragflächenteile von einem kleinsten Kreise mit oberhalb der Gewichtsschwerpunktachse
liegendem Mittelpunkt umschlossen sind.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch dargestellt, und
es bedeuten
Abb. ι Seitenansicht eines Bootskörpers in Ruhe mit zwei hintereinander angeordneten
ei findungsgemäßen Wassertragflächen, Abb. 2 Seitenansicht eines Bootskörpers gemäß
Abb. ι in Fahrt,
Abb. 3 Rückansicht gemäß Abb. 1, . Abb. 4 Rückansicht gemäß Abb. 2,
Abb. 5 Ansicht des Querschnitts nach der Linie A-A gemäß Abb. 1 mit schematischer
Andeutung der Änderung des Anstellwinkels des hinteren Wassertragflügels entsprechend
Abb. 2,
Abb. 6 verschiedene Wassertragflügelquerschnitte, und zwar
Abb. 6 e zweckmäßige Form des Wassertragflügelquerschnittes längs der Linie B-B
gemäß. Abb. 3,
Abb. 6 f Ouerschnittsform längs der Linie C-C gemäß Abb. 3 (an Stelle der Form gemäß
Abb. 6e anwendbar),
Abb. 6 g und 6 h zwei weitere Ouerschnittsformen,
Abb. 7 Schaubild für die Wirkungslinie derjenigen Auftriebskraft, die von dem im
Wasser befindlichen Teil des Wassertragflügels bei seiner Bewegung durch das Wasser
hervorgerufen wird, für den Fall, daß der Bootskörper unter dem Einfluß einer äußeren
Kraft im Uhrzeigersinn um seine Längsachse gedreht worden ist,
Abb. 8 Schaubild entsprechend der Abb. 7 bei einer Drehung des Bootskörpers um seine
Längsachse im Gegenuhrzeigersinn, Abb. 9 Ansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wassertrag·
flügels, der aus zusammenhängenden unter bestimmten Winkeln zueinander angeordneten
Teilen besteht,
Abb. 10 Ansicht einer weiteren, erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Abb. Ii Seitenansicht einer Ausführungsform mit nur einem erfindungsgemäßen
Wassertragflügel, wobei der am Heck befindliche Wassertragflügel nur der Stabilität des
Bootes um seine Querachse dient, Abb. 12 Rückansicht gemäß Abb. 11,
Abb. 13 Schema entsprechend Abb. 9.
An dem Bootskörper a des Wasserfahrzeuges sind die Wassertragflügel b und c befestigt.
Je nach der Länge und dem Gewicht der Boote können mehrere Tragflügel verwendet werden, wobei jedoch wenigstens ein
Wassertragflügel gemäß der Erfindung entsprechend konstruiert sein muß, wie beispiels- T$
weise in Abb. ir und 12 dargestellt. Der
hintere Wassertragflügel ist gemäß der in den Zeichnungen gewählten Ausführungsform
drehbar an dem Bootskörper befestigt. Diese Maßnahme ist jedoch nicht notwendig, vielmehr
kann auch der hintere Wassertragflügel in ähnlicher Weise wie der vordere Wassertragflügel
direkt an dem Bootskörper befestigt werden (vgl. Abb. 2) ader indirekt dadurch,
daß der Wassertragflügel beispielsweise an dem vertikalen Teil eines Außenbordmotors
angebracht ist.
Die Wassertragflügel gemäß der Erfindung besitzen vorzugsweise einen unteren Teil b,
der unter dem Boden des Bootskörpers und ■zu diesem quergerichtet angeordnet ist, und
der mit den oberen einwärts gerichteten Teilen c ein Ganzes bildet. Die oberen Teile c
sind .an dem Bootskörper befestigt. Diese Teile c sind gleichfalls Auftrieb erzeugend.
Ihre Anbringung ist jedoch nicht unbedingt notwendig; in vielen Fällen genügt es, daß
nur .der untere Teil b erfindungsgemäß ausgeführt und in irgendeiner Weise am Bootskörper
befestigt ist.
Aus Festigkeitsgründen können eine oder mehrere Streben η zwischen dem unteren
Teil b und dem Bootskörper vorgesehen sein (entsprechend Abb. 10), um eine zu starke
Durchbiegung des unteren Teiles b durch die Auftriebskräfte zu vermeiden. Werden derartige
Unterstützungsstreben nicht vorgesehen, so muß natürlich der Rechnung für
die Formgebung der Flügel unter Berücksichtigung der dynamischen Kräfte zwecks
Erreichung der erforderlichen Stabilitätseigenschaften die unter der Wirkung der
Wasserkräfte sich ausbildende Form des Wassertragflügels zugrunde gelegt werden.
Der Querschnitt des Konstruktionsteiles η
kann jede geeignete Form haben, vorzugsweise wie in Abb. 6g gezeigt. Das Element c
kann den gleichen oder einen ähnlichen Querschnitt haben wie denjenigen des Teiles b.
Vorteilhaft ist aber die Wahl einer etwas größeren Dicke, um, abgesehen von Festigieitsgründen,
möglichst große Auftriebs-
kräfte zu" erhalten, wenn das Boot eine noch verhältnismäßig geringe Geschwindigkeit besitzt.
Beim Beginne der Bewegung des Bootes verursachen sowohl die oberen Wassertragflächenelemente
c, als auch das untere Element b nach oben gerichtete Auftriebskräfte,
deren Resultierende den Bootskörper aus dem Wasser zu heben beginnt. Mit zunehmender
ίο Geschwindigkeit des Bootes nehmen auch die
Auftriebskräfte zu, so daß der Bootskörper mehr und mehr und schließlich vollständig
aus dem Wasser gehoben wird, und eine Lage einnimmt, wie sie im wesentlichen in Abb. 2
gezeigt ist. In dieser Lage ist nach Versuchsergebnissen der Schiffswiderstand nur
noch ein Bruchteil von demjenigen Widerstand, der sich ergeben würde, wenn das gleiche Boot mit gleicher Geschwindigkeit,
jedoch ohne Wassertragflächen in üblicher Weise, durch das Wasser sich bewegen oder
nach Art der Gleitboote über die Wasseroberfläche gleiten würde.
Um die Stabilität von mit Wassertragflügeln versehenen Wasserfahrzeugen für den
Fall zu gewährleisten, daß der Bootskörper vollständig aus dem Wasser gehoben ist,
müssen von den durch das Wasser sich bewegenden Wassertragflügeln Kräfte hervorgebracht
werden, die den Bootskörper wieder in seine ursprüngliche Lage bringen, wenn er durch irgendwelche äußeren Kräfte aus
dieser Lage herausgebracht wird.
Es wird daher im folgenden dargelegt, wrie
die Stabilität hinsichtlich der durch den Schwerpunkt des Bootes gehenden Längsachse
durch die erfindungsgemäß konstruierten Wassertragflügel erhalten wird. Hierbei ist
zu beachten, daß im wesentlichen nur die im Wasser befindlichen Teile des Wassertragflügels
zur. Erzeugung der Auftriebskraft beitragen, während der sich durch die Luft bewegende Teil des Wassertragflügels für die
Erzeugung des Auftriebes praktisch nicht in Frage kommt.
Die Mittellinie des Bootskörpers α ist durch die Linie l-l angedeutet, während die
durch den Schwerpunkt des bemannten Bootes gehende Längsachse mit 0 bezeichnet ist.
Es ist nun, um die Stabilität um diese Längsachse zu gewährleisten, von Bedeutung, daß
der Krümmungsradius des unteren Wassertragflügelelementes b größer ist als der Abstand
dieses Wassertragflügelelementes von der Längsachse 0. Dadurch wird bewirkt,
daß der im Wasser befindliche Teil des Wassertragflügels bei seiner Bewegung durch
das Wasser eine Auftriebskraft hervorbringt, deren Wirkungslinie die Mittellinie l-l in
Punkten schneidet, die oberhalb von 0 liegen, wenn das Boot sich um seine durch den
Schwerpunkt gehende Längsachse 0 drehen sollte. Hat das Boot z.B. das Bestreben,
sich um seine Schwerpunktachse ο im Uhrzeigersinne zu drehen und dabei die in Abb. 7
angedeutete Lage angenommen, so wird die mit r bezeichnete Wirkungslinie der durch
den benetzten Teil des Wassertragflügels hervorgerufenen Auftriebskraft die Mittellinie
l-l oberhalb der Achse 0 im Punkte p schneiden und dabei ein Moment im Gegenuhrzeigersinne
hervorrufen. Dieses Moment wirkt aber demjenigen Moment entgegen, das den Bootskörper im Uhrzeigersinne um die.
Schwerpunktachse 0 gedreht hat, wodurch also ein Aufrichten des Bootes in seine ursprüngliche Lage bewirkt wird. Sollte das
Boot durch irgendwelche äußeren Kräfte um seine Achse 0 im Gegenuhrzeigersinn gedreht
und dadurch in die durch Abb. 8 angedeutete Lage gebracht worden sein, so schneidet die
Wirkungslinie r derjenigen Kraft, die von dem im Wasser befindlichen Teile des Wassertragflügels
hervorgerufen -wird, die Mittellinie /-/ ebenfalls oberhalb der Achse im
Punkte p. In diesem Falle wird jedoch ein Moment im Uhrzeigersinne hervorgebracht,
und dadurch gleichfalls das Boot wieder in seine ursprüngliche Lage gebracht.
Für den Fall, daß der Bootskörper durch irgendwelche Kräfte so weit um seine Schwerpunktachse
gedreht worden ist, daß der eine der oberen Teile c des Wassertragflügels in
das Wasser eintritt, so wird durch diesen Teil eine nach oben gerichtete Kraft hervorgebracht,
die mit dazu beiträgt, das Boot wieder in seine ursprüngliche Lage zu bringen.
Hieraus folgt, daß erfindungsgemäß konstruierte Wassertragflügel nicht nur den
Bootskörper aus dem Wasser zu heben vermögen, und zwar unter Vermeidung eines induzierten Widerstandes, sondern daß auch
die Stabilität von Booten, die mit solchen Wassertragflügeln ausgerüstet sind, gewährleistet
ist.
Der Wassertragflügel b braucht nicht gleichförmig gekrümmt zu sein. Eine abgeänderte
Ausführungsform ist in den Abb. 9 und 13
dargestellt. Auch hierbei besteht der Wasser tragflügel aus einem unteren Flügelelement b
und oberen Flügelelementen c. Das untere Element b besteht aus .den zusammenhängenden
Teilen m, v und w, wobei der Teil ν unter
dem Boden des Bootskörpers und zu ihm quergerichtet angeordnet ist, während die
Teile u und w unter einem Winkel zum Teil υ angeordnet und nach oben und zugleich
auswärts gerichtet sind und mit den äußeren Enden der oberen Teile c ein Ganzes bilden.
Hinsichtlich der Stabilität ist unter Hinweis auf das Beispiel nach Abb. 13 noch zu
bemerken, daß die im Wasser befindlichen
Teile U1 ν und w wesentlich in einem Kreise k
liegen müssen, dessen Mittelpunkte oberhalb der Achse durch den Schwerpunkt liegt.
Diese Bedingung muß für jede normale Lage des mehr oder weniger über die. Wasseroberfläche
gehobenen Bootskörpers erfüllt sein. Bei Innehaltung dieser Voraussetzung läßt sich leicht die Stabilität eines Wassertragflügels
dieser Form nachweisen,
ίο Bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß Abb. io besteht der Wassertragflügel aus einem unteren Flügelelement b, das in die oberen Flügelelemente c mittels der gebogenen Endteile d übergeht.
ίο Bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß Abb. io besteht der Wassertragflügel aus einem unteren Flügelelement b, das in die oberen Flügelelemente c mittels der gebogenen Endteile d übergeht.
Claims (2)
- Patentansprüche:i. Boot oder bootsähnlicher Schwimm-. körper: mit im Abstand vom Bootsboden gehalterten, zu diesem quergerichteten schmalen Wassertragflächen, die aus derart gegeneinander geneigten oder gekrümmten Flächenteilen bestehen, daß die resultierende dynamische Auftriebskraft die Bootssymmetrieebene oberhalb der Gewichtsschwerpunktachse schneidet, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung querschiffs durchlaufender, bei Verlassen der statischen Schwimmlage bis über die Wasseroberfläche reichender Tragflächen diese derart geknickt oder gekrümmt sind, daß für alle vorkommenden Lagen des Bootes in Fahrt sämtliche jeweils im Wasser befindlichen Flügelteile von einem kleinsten Kreis mit oberhalb der Gewichtsschwerpunktachse liegendem Mittelpunkt umschlossen sind.
- 2. Schwimmkörper nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung von von den Tragflügelenden nach innen verlaufenden Tragflächenteilen.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DET43815D DE616750C (de) | 1934-04-05 | 1934-04-05 | Boot mit Wassertragflaechen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DET43815D DE616750C (de) | 1934-04-05 | 1934-04-05 | Boot mit Wassertragflaechen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE616750C true DE616750C (de) | 1935-08-05 |
Family
ID=7561597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DET43815D Expired DE616750C (de) | 1934-04-05 | 1934-04-05 | Boot mit Wassertragflaechen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE616750C (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1006295B (de) * | 1953-11-19 | 1957-04-11 | Internat Aquavion S A | Tragfluegelboot |
DE1098369B (de) * | 1954-06-04 | 1961-01-26 | Francis Edward Hanning Lee | Wasserflugzeug mit einer Wassertragflaeche |
DE1150580B (de) * | 1959-08-26 | 1963-06-20 | Davide Velli | Wasserflugzeug |
DE3248049A1 (de) * | 1981-10-01 | 1984-06-28 | Patrick J. Duxbury Mass. Cudmore | Tragflaechen-segelfahrzeug |
-
1934
- 1934-04-05 DE DET43815D patent/DE616750C/de not_active Expired
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1006295B (de) * | 1953-11-19 | 1957-04-11 | Internat Aquavion S A | Tragfluegelboot |
DE1098369B (de) * | 1954-06-04 | 1961-01-26 | Francis Edward Hanning Lee | Wasserflugzeug mit einer Wassertragflaeche |
DE1150580B (de) * | 1959-08-26 | 1963-06-20 | Davide Velli | Wasserflugzeug |
DE3248049A1 (de) * | 1981-10-01 | 1984-06-28 | Patrick J. Duxbury Mass. Cudmore | Tragflaechen-segelfahrzeug |
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